滑石粉在塑料行業(yè)的應(yīng)用
在很多行業(yè)和領(lǐng)域都要涉及到粉體，可以說(shuō)粉體技術(shù)是支撐高新技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)之一。所謂粉體技術(shù)包括兩個(gè)方面，一是粉體粒子的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，二是粉體的處理技術(shù)，即如何能夠?qū)⒎垠w添加到其他的物質(zhì)中，發(fā)揮它獨(dú)特作用。超細(xì)目滑石粉母料添加到塑料里，可顯著提高塑料制品的剛性和耐蠕變性、硬度和耐表面劃傷性、耐熱性和熱變形溫度，相當(dāng)細(xì)度的滑石粉亦能提高塑料制品的沖擊強(qiáng)度。并且添加后還具有潤(rùn)滑作用，能起流動(dòng)促進(jìn)作用，提高塑料的加工工藝性。
一、在聚丙烯樹(shù)脂中的應(yīng)用：
滑石粉常用于填充聚丙烯。滑石粉具有薄片構(gòu)型的片狀結(jié)構(gòu)特征。因此粒度較細(xì)的滑石粉可用作聚丙烯的補(bǔ)強(qiáng)填充劑。在聚丙烯的改性體系中，加入超細(xì)滑石粉母料不但能夠顯著的提高聚丙烯制品的剛性、表面硬度、耐熱蠕變性、電絕緣性、尺寸穩(wěn)定性，還可以提高聚丙烯的沖擊強(qiáng)度。在聚丙烯中添加少量的滑石粉還能起到成核劑的作用，提高聚丙烯的結(jié)晶性，從而使聚丙烯各項(xiàng)機(jī)械性能提高，又由于提高結(jié)晶性，細(xì)化晶粒，亦能提高聚丙烯的透明性。填充20%和40%超細(xì)目滑石粉的聚丙烯復(fù)合材料，不論是在室溫和高溫下，都能夠顯著提高聚丙烯的剛性和高溫下的耐蠕變性能。例如：添加40%的超細(xì)目滑石粉母料的聚丙烯抗彎曲模量可從16100kg/cm2提高到42000kg/cm2，熱變形溫度從62℃（1.82Mpa力）提高到88℃或從121℃(0.45Mpa力)提高到147℃。用于電氣元件，介電常數(shù)由1.9提高到2.4，耐電弧由馬上熔融延長(zhǎng)到140秒。因此，在汽車工業(yè)中，聚丙烯添加滑石粉母粒的復(fù)合材料被用于風(fēng)扇罩、加熱器罩、導(dǎo)管、蓄電池防熱板、流體泵件等；在飛機(jī)工業(yè)中，用于冰箱門襯墊、加熱器及真空泵罩、洗滌機(jī)攪拌器；在電氣工業(yè)中，用于注塑成型各種儀表殼體和電氣元件等。
二、在聚乙烯樹(shù)脂中的應(yīng)用：
滑石是天然硅酸鎂，有四種粒型：纖維狀、層狀、針狀和標(biāo)準(zhǔn)型（凍石型）。但只有層狀在工業(yè)上得到應(yīng)用。滑石的層狀?yuàn)A心狀結(jié)構(gòu)，每一層都有一定的抗水性和高度的化學(xué)惰性，因此有良好的耐化學(xué)腐蝕性和滑動(dòng)性。用它填充聚乙烯可作為工程塑料，有良好的耐化學(xué)腐蝕性和流動(dòng)性，可與ABS、尼龍、聚碳酸脂競(jìng)爭(zhēng)。用它填充聚乙烯能夠提高以下性能：提高韌度、撓曲模量和扭曲模量；提高撓曲強(qiáng)度；降低在常溫和高溫下下蠕變傾向；提高熱變溫度及尺寸穩(wěn)定性；改善變形和翹曲，同時(shí)亦有較低的熱膨脹系數(shù)；改進(jìn)導(dǎo)熱性；提高模塑件的表面硬度及光潔度；提高聚乙烯的機(jī)械強(qiáng)度。例如：用超細(xì)滑石粉（1250目、2500目）母料填充注塑級(jí)高密度聚乙烯復(fù)合材料，除上述性能有明顯改善外，該種復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度增加，添加10%時(shí)增加到最大值，添加30%時(shí)仍能保持原強(qiáng)度，沖擊強(qiáng)度稍有增加。對(duì)于聚乙烯吹塑薄膜來(lái)說(shuō)，填充超細(xì)滑石粉母料比其他填料好，易成型、工藝性好。而且，該種薄膜可使氧氣透過(guò)率降低80%,特別適合包裝含油食品,如花生米、蠶豆等,長(zhǎng)期保持不出油、不變質(zhì)：該種薄膜可使水蒸氣透過(guò)率降低70%，具有很好的防潮性，很適合作地下土工防潮布，也適用于包裝如火腿、肉腸、乳酪等食品。
三、在ABS樹(shù)脂中的應(yīng)用：
用特種方法制造的超細(xì)滑石粉母料，添加到塑料中具有很好的分散性、均勻性。
ABS樹(shù)脂是無(wú)定形聚合物，具有聚苯乙烯那樣優(yōu)良的成型加工性；它具有良好的抗沖擊強(qiáng)度，耐低溫性能好，拉伸強(qiáng)度高耐蠕變性能好，承受7Mpa負(fù)荷而尺寸不起變化，因而多用它注塑成型各種儀表、電視機(jī)、收錄機(jī)、手機(jī)等的殼體，當(dāng)然在其他領(lǐng)域如：紡織器材、電氣零件、汽車部件、飛機(jī)部件等的應(yīng)用也非常廣泛。然而，人們并不滿足ABS現(xiàn)有的使用性能，對(duì)ABS改性的研究廣泛的開(kāi)展，發(fā)表的有關(guān)資料也不算少。比如ABS與PVC共混制造的汽車儀板吸塑片、ABS與PVC共混制造的仿皮箱包蒙面皮，不但強(qiáng)度高、韌性大而且能夠保持表面花紋的耐久性。這種共混材料加超細(xì)碳酸鈣或超細(xì)滑石粉進(jìn)行填充，能夠顯著的提高共混材料的缺口沖擊強(qiáng)度和耐撕裂強(qiáng)度，比如：添加超細(xì)碳酸鈣5-15%，缺口沖擊強(qiáng)度可提高2-4倍。由于ABS是無(wú)定型聚合物具有容納較多填料的功能。添加超細(xì)滑石粉母料，既能顯著地提高ABS原存的性能，又能降低成本。
四、在聚苯乙烯樹(shù)脂中的應(yīng)用：
未改性的通用級(jí)聚苯乙烯是無(wú)定形聚合物，它硬而脆，但它具有良好的電性能、耐老化性能和高的尺寸穩(wěn)定性，缺點(diǎn)是脆性高，對(duì)環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂敏感。添加超細(xì)滑石粉母料能夠提高沖擊韌性，調(diào)節(jié)流變性，擾曲模量顯著提高，抗張屈服強(qiáng)度也有提高。例如：添加40%超細(xì)滑石粉母料，擾曲模量從23800kg/cm2增加58800kg/cm2，抗張度從336kg/cm2提高到385kg/cm2。
五、在尼龍樹(shù)脂中的應(yīng)用
對(duì)尼龍（聚酰胺），在工業(yè)上特別注意利用這種塑料的韌性和耐磨性。尼龍一般是硬的，類似角質(zhì)，具有良好的耐磨性和高的尺寸穩(wěn)定性。這些性能都可以通過(guò)填充劑或增強(qiáng)劑加以進(jìn)一步提高。PP66的硬度、勁度、耐磨性和熱變形溫度在尼龍里是最高的；PP6以其較高的韌性著稱；PP610吸水性較低，從而尺寸穩(wěn)定性也較高；PP11沖擊強(qiáng)度在尼龍里最高。在各種填料中，層狀結(jié)構(gòu)的滑石粉能提高尼龍?jiān)械暮眯阅�，改進(jìn)耐磨性最為重要。與金屬相比未填充改性尼龍彈性模量低，拉伸和蠕變強(qiáng)度低，力學(xué)性能與溫度有明顯的依賴關(guān)系，分子上含有吸水基因胺基，吸水率高，制品在使用時(shí)易吸水膨脹變形，加工成型時(shí)冷卻快結(jié)晶不完全，在使用時(shí)還在結(jié)晶，這就導(dǎo)致制品變形，甚至開(kāi)裂。尼龍的上述缺點(diǎn)，添加超細(xì)滑石粉母料能夠有很大的改善，滑石粉有成核劑的作用，添加后能夠提高尼龍的結(jié)晶速率，增大結(jié)晶度；因此特別能夠提高尼龍的韌度、機(jī)械強(qiáng)度、硬度、熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性，改進(jìn)制品表面質(zhì)量和變形行為，對(duì)于吸潮性、電性能和化學(xué)性能也有好的影響。例如：用2500目滑石粉母料填充PP6，性能如下表：機(jī)械性能未填充PP6填充35%滑石粉母料拉伸強(qiáng)度（Kg/Cm2）690-790900拉伸伸長(zhǎng)(%)1004.3擾曲強(qiáng)度（Kg/Cm2）10871470奇曲強(qiáng)度（Kg/Cm2）2.6×10460000熱變形強(qiáng)度0.48mpa(℃)185-1902121.86mpa(℃)68-85183
六、在聚氯乙烯樹(shù)脂中的應(yīng)用：
用普通粉體填充聚氯乙烯已經(jīng)非常普遍地在使用，如制造硬聚氯乙烯管材，填充量達(dá)到40%，但是聚氯乙烯的抗張強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度都要降低，比如文獻(xiàn)介紹：在100份聚氯乙烯中添加粉體，添加到7.3體積份數(shù)時(shí)，抗張強(qiáng)度從252kg/cm2降低到215kg/cm2；
添加到13.5體積份數(shù)時(shí)抗張強(qiáng)度數(shù)從252kg/cm2降低204kg/cm2；添加到35體積份數(shù)時(shí)，抗張強(qiáng)度降低到150kg/cm2；但是，如果將添加的粉體顆粒變小（如5微米，2500目），添加到40-45%體積份數(shù)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)材料的屈服強(qiáng)度甚至高于原來(lái)的斷裂強(qiáng)度，平均顆粒大小為5微米（2500目）的薄片型滑石粉，甚至在高含量時(shí)，對(duì)聚氯乙烯體系也能顯示增強(qiáng)作用。對(duì)于沖擊強(qiáng)度，添加超細(xì)滑石粉，無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度在15%重量份內(nèi)基本上不降低，缺口沖擊強(qiáng)度有所降低，對(duì)于擾曲模量，能夠顯著增加。但是，超細(xì)粉體對(duì)于添加增韌性劑的聚氯乙烯體系，如PVC/CPE、PVC/ABS體系，則具有十分顯著的補(bǔ)強(qiáng)作用。例如PVC/ABS（=100/8）體系，添加超細(xì)碳酸鈣，添5份時(shí)，材料的缺口沖擊強(qiáng)度從10kg/cm2增加到25kg/cm2，拉伸強(qiáng)度從29kg/cm2到28kg/cm2，添加10份時(shí)，缺口沖擊強(qiáng)度從10kg/cm2增加到33kg/cm2，拉伸強(qiáng)度仍保持在28kg/cm2水平。
七、在其他樹(shù)脂中的應(yīng)用：
1、在含氟聚合物中如聚四氟乙烯，添加填充劑或增強(qiáng)劑能夠改進(jìn)蠕變強(qiáng)度、耐磨性、韌度、導(dǎo)熱性、壓縮強(qiáng)度、硬度、蠕變傾向和在高溫下的熱變形性。
2、在聚甲醛中添加填充劑，可以使其本身韌度進(jìn)一步提高。
3、在聚碳酸酯中添加超細(xì)目滑石粉母料，可以提高韌度。
4、在聚苯硫醚中添加超細(xì)目滑石粉母料，可以獲得較好的加工性，較低的收縮，脫模尺寸精確和提高表面光澤。
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